De overgang naar hernieuwbare energie maakt het voor elektriciteitsproducenten belangrijker om nauwkeurige informatie te krijgen over het weer dat komen gaat. Klimaatwetenschappers investeren momenteel aanzienlijke inspanningen en middelen om hen te helpen betere langetermijnvoorspellingen te krijgen.

"Sub-seizoens- en seizoensvoorspellingen - dat wil zeggen voorspellingen voor de komende weken en maanden - bevinden zich nog in een vroeg stadium, en het is zeer uitdagend om nauwkeurige voorspellingen te doen, " zegt Jana Sillmann, onderzoeksdirecteur bij CICERO Centrum voor Internationaal Klimaatonderzoek.

"Niettemin, de afgelopen tien jaar aanzienlijke vooruitgang is geboekt, en deze voorspellingen zijn nu in staat om de evolutie van enkele grootschalige extreme weersomstandigheden enkele weken van tevoren te voorspellen, ' zegt Silmann.

In een commentaar dat maandag laat in het wetenschappelijke tijdschrift is gepubliceerd Natuur Energie , Sillmann en haar collega Anton Orlov, senior onderzoeker bij CICERO, en Ilaria Vigo, milieu-econoom bij Barcelona Supercomputing Center, uitleggen hoe de energiesector kan profiteren van betere en betrouwbaardere seizoensvoorspellingen.

Meer weersafhankelijke stroomproductie

Meer hernieuwbare energie is hard nodig als de wereld erin wil slagen de CO2-uitstoot voldoende terug te dringen om de opwarming van de aarde te beperken tot maximaal 1,5°C. Echter, omdat de productie van schone energie sterk weersafhankelijk is, de uitbreiding van duurzame energie maakt de stroomvoorziening kwetsbaarder voor veranderende weersomstandigheden.

Er wordt zeer weinig windkracht geproduceerd als de wind niet waait, en er wordt geen zonne-energie opgewekt als er geen zon is. In de tussentijd, De productie van waterkracht is afhankelijk van neerslag die leidt tot water in rivieren en in waterkrachtreservoirs en kan dus sterk worden beïnvloed door klimaatextremen zoals droogte en overstromingen.

Hoeveel schone stroom wordt geproduceerd, heeft een enorme impact op de stroomprijzen, en omdat de brandstof die nodig is voor de opwekking van hernieuwbare energie - wind, zon en water - is gratis beschikbaar, de marginale kosten van de productie van hernieuwbare energie zijn bijna nul.

Hoe meer stroom wordt opgewekt door wind, zonne- en waterkrachtcentrales, des te lager zijn de groothandelsprijzen voor elektriciteit, en wanneer de productie van hernieuwbare energie laag is, stroomprijzen hebben de neiging om te stijgen.

Stroomvraag is ook weersafhankelijk

De vraag naar stroom is ook sterk afhankelijk van het weer en neemt meestal toe als het koud is, en mensen zetten hun elektrische kachels aan. Maar de vraag naar elektriciteit stijgt ook als het zo warm wordt dat er airconditioning nodig is om af te koelen.

Weersomstandigheden die niet in overeenstemming zijn met de seizoensnorm, zoals extreem koude winters of ongewoon hete zomers, kunnen resulteren in een ongebruikelijk hoge of lage elektriciteitsvraag, en tot een hogere of lagere opwekking van hernieuwbare energie dan normaal.

Het weer is daarom een ​​belangrijke determinant van de groothandelsprijzen voor elektriciteit. Echter, energiebedrijven verkopen hun elektriciteitsproductie vaak ruim van tevoren op de termijnmarkt, en de prijzen van energiecontracten voor de komende weken en maanden zijn in hoge mate afhankelijk van de verwachte stroomvraag en het aanbod van schone energie.

Kan leiden tot meer succesvolle energiehandel

Of de deelnemers op de energiemarkt een goede deal hebben gesloten, wordt duidelijk wanneer de leveringsdag komt:als de afrekenprijs op de energiebeurs - de zogenaamde spotprijs voor elektriciteit - lager uitvalt dan de prijs voor levering op dezelfde dag in de termijnmarkt, toen was het termijncontract overgewaardeerd. En vice versa:als de termijnprijs lager is dan de spotuitkomst, het termijncontract was ondergewaardeerd.

Het voorspellen van het weer speelt een cruciale rol bij de voorspelling van de elektriciteitsprijs en seizoensvoorspellingen kunnen energiebedrijven dus helpen hun hedgingstrategie te verbeteren, legt Orlov uit.

"Informatie hebben over hoe heet, koud, vochtig, droog of winderig het komende seizoen zal zijn, kan van cruciaal belang zijn om in te schatten hoe hoog of laag zowel de vraag naar stroom als de productie van hernieuwbare energie dat seizoen zal zijn, ' zegt Orlov.

Helpt bij het verbeteren van besluitvorming en planning

"Sub-seizoens- en seizoensvoorspellingen kunnen bedrijven en netwerkbeheerders van hernieuwbare energie ook helpen bij het verbeteren van risicobeheerpraktijken, rekening houden met klimaatvariabiliteit, ' zegt Vigo.

Seizoensvoorspellingen kunnen producenten van hernieuwbare energie helpen hun productie nauwkeuriger en over langere tijdsperioden te plannen, wat leidt tot betere prestaties van bedrijven op het gebied van hernieuwbare energie, ze legt uit.

"Prognoses voor de komende weken en maanden kunnen elektriciteitsproducenten ook in een eerder stadium bewust maken van het risico van verstoring en schade door stormen en overstromingen, zodat ze zich beter kunnen voorbereiden op dergelijke evenementen, ', voegt Vigo toe.

Klimaatverandering maakt seizoensvoorspellingen belangrijker

"De uitdagingen voor energiebedrijven door veranderend weer zullen verder worden verergerd door klimaatverandering, omdat dit zal leiden tot extremer weer, en dit maakt het nog belangrijker om de sub-seizoens- en seizoensvoorspellingen te blijven verbeteren om ze betrouwbaarder te maken, ’ zegt Silmann.

In tegenstelling tot normale weersvoorspellingen, seizoensvoorspellingen houden rekening met het toekomstige klimaat door vaardigheidsscores te geven die de nauwkeurigheid van de voorspellingen meten. Als de vaardigheidsscore positief is, dit betekent dat de voorspelling nauwkeuriger is dan klimatologie - die berust op waarnemingen uit het verleden en meestal de basis vormt voor besluitvorming in de sector van hernieuwbare energie, ze legt uit.

"Hoewel meestal te grof en niet bedoeld om specifieke weersomstandigheden te simuleren, klimaatmodellen kunnen ons dus informeren over de verhoogde kans op meer extreme seizoenen op regionaal niveau, ’ voegt Silmann toe.

Meer extreem weer in het verschiet

Voor het einde van deze eeuw, klimaatverandering zal naar verwachting leiden tot een verschuiving van extreme neerslag in veel regio's, met name in Noord-Europa en Noordoost-Amerika, van zomer en vroege herfst naar late herfst en winter, legt Silmann uit.

Hittegolven zullen naar verwachting heviger worden, frequenter en langduriger in Europa en Noord-Amerika, en de duur van koude periodes zal naar verwachting afnemen.

Bovendien, in het Middellandse Zeegebied, droogtes zullen naar verwachting eerder beginnen en langer duren, en in de kustgebieden van de Noordzee, verlagingen van het gemiddelde luchtdrukniveau op zeeniveau zullen leiden tot meer stormen.

"Klimaatverandering heeft het potentieel om extreme variabiliteit te brengen in zowel de vraag naar als het aanbod van elektriciteit, en dergelijke variabiliteit kan leiden tot nadelige economische gevolgen voor producenten van hernieuwbare energie, vooral als ze onvoorzien zijn, ’ zegt Orlov.

Het S2S4E-project

Sillmann, Orlov en Vigo zijn allemaal betrokken bij het onderzoeksproject S2S4E (Sub-Seasonal to Seasonal Climate Forecasting for Energy), dat wordt gefinancierd door het EU-onderzoeks- en innovatieprogramma Horizon 2020.

S2S4E werkt eraan om langetermijnprognoses betrouwbaarder en bruikbaarder te maken, en om dit doel te bereiken, het project heeft een nieuwe prognosetool ontwikkeld, de S2S4E Decision Support Tool, die tot eind november gratis te gebruiken is.

De S2S4E Decision Support Tool is speciaal ontwikkeld voor de energiesector, en het toont de wereldwijde klimaatvooruitzichten, met prognose voor neerslag, zonnestraling, temperatuur, windsnelheid en stroomvraag variërend van een week tot drie maanden vooruit.